Особенности термической обработки улучшаемых сталей.

Прокаливаемость стали

При выборе марки стали необходимо учитывать не только уровень ее свойств, но и ее прокаливаемость. В результате закалки материал должен обеспечить сквозную прокаливаемость. При несквозной прокаливаемости в центральной части детали может получиться структура перлитного типа, например, сорбит закалки или троостит. Такие структуры при высоком отпуске не превращаются в сорбит отпуска. А это значит, что центральная зона после термической обработки будет иметь не те свойства, которые определены техническим заданием.

Если же в центральной части детали при закалке получается бейнит (рис. 92), то при отпуске он превращается в сорбит отпуска. Но такой сорбит обладает меньшей вязкостью. По этой причине в центральной зоне деталей после закалки допускается наличие бейнитно-мартенситной структуры, в которой содержание бейнита не превосходит 50 %.

Рис. 92. Структурв бейнита стали 40Х (электронная микроскопия на просвет) × 20000	Рис. 93. Структура троостито стали 40Х (электронная микроскопия на просвет) ×58000

Структура троостита (рис. 93) недопустима в конструкционных сталях, так как он, имея явно выраженную пластинчатую форму карбидов, при отпуске не превращается в сорбит и сталь остается в хрупком состоянии.

Нагрев при закалке

Недогрев или подстуживание доэвтектоидных сталей перед охлаждением может привести к сохранению или выделению зерен феррита.

Повышение температуры аустенита приводит к росту аустенитного зерна. Зерно феррита частично наследует зерно аустенита. Увеличение размера ферритного зерна снижает прочность и вязкость отпущенной стали. После отпуска эти зерна не будут упрочнены карбидами. В процессе работы в детали будет сосредоточена пластическая деформация, что приведет к преждевременному разрушению детали.

Температура отпуска в конечном итоге формирует структуру и свойства стали. С повышением температуры увеличиваются размеры карбидов и, как следствие, уменьшается их плотность распределения. Увеличение расстояния между карбидами ведет к снижению прочности стали и повышению ее вязкости. Это позволяет в некоторых пределах варьировать соотношением этих свойств.

 

Л Различие улучшаемых сталей по назначению

 

Улучшаемые стали можно разделить по химическому составу и применению на пять групп.